JP2783188B2 - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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JP2783188B2
JP2783188B2 JP7511595A JP7511595A JP2783188B2 JP 2783188 B2 JP2783188 B2 JP 2783188B2 JP 7511595 A JP7511595 A JP 7511595A JP 7511595 A JP7511595 A JP 7511595A JP 2783188 B2 JP2783188 B2 JP 2783188B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は画像処理装置に関し、特
に高品位テレビジョンに用いられるMUSEデコーダ用
の画像処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】広帯域な高品位テレビ信号を伝送上実用
的な帯域レベルに帯域圧縮する方式として、元の高品位
テレビ信号に4フィールドで一巡するサブナイキストサ
ンプリングを施すMUSE(MuitipleSub−
Nyqist Sampling Encoding)
方式がある。このMUSE方式は日本放送協会(NH
K)が開発したものであり、二宮佑一他,「MUSE−
ハイビジョン伝送方式」,電子情報通信学会(平成2
年)(文献1)に記載されているように、輝度信号が2
2MHz、色信号が7MHz程度の帯域を有する高品位
テレビジョン信号(以下ベースバンド信号)を、帯域幅
27MHzの衛星放送1チャンネルで伝送するため、帯
域幅約8MHzに帯域圧縮処理を行い帯域圧縮されたベ
ースバンド信号(以下MUSE信号)を生成する。MU
SEデコーダはこのMUSE信号を元のベースバンド信
号に復調するものである。
【0003】文献1記載の一般的なMUSEデコーダの
一部である従来の第1の画像処理装置をブロックで示す
図5を参照すると、この従来の画像処理装置は、MUS
E信号Sの1フレーム期間前の信号を用いてフレーム間
内挿を行い静止画信号SIを生成するフレーム間内挿部
1と、静止画信号SIのフイールド間内挿処理を行い静
止画信号DSを生成するフイールド間内挿部2と、MU
SE信号S中のC信号の伸長処理を行うC伸長部3と、
伸長処理をしたC信号のフイールド間内挿処理を行い信
号CDSを生成するフイールド間内挿部4と、MUSE
信号Sの動画処理を行い動画処理データDMを生成する
動画処理部5と、動画処理データDM中のC信号の伸長
処理を行い信号CDMを生成するC伸長部6と、信号M
Yの供給に応答して混合比が決められる信号DSと信号
DMとの混合処理を行いY信号を生成するミキサ7と、
信号MCの供給に応答して混合比が決められる信号CD
Sと信号CDMとの混合処理を行いC信号を生成するミ
キサ8と、信号Sの動き検出を行いY動き検出信号MY
とC動き検出信号MCとを生成する動き検出部9と、信
号Sの中からコントロールデータを検出し動きベクトル
Vを発生するコントロールデータ検出部10とを備え
る。
【0004】フレーム間内挿部1は、MUSE信号Sの
現信号とフレームメモリ12,13で遅延させた1フレ
ーム期間前の信号である前フレーム信号とを切替えてフ
レームメモリ12,13に供給するとともに静止画信号
SIを出力するセレクタ11と、1フレーム分のY,C
各々の信号をそれぞれ格納するフレームメモリ12,1
3と、フレームメモリ12,13からそれぞれ読出した
遅延Y信号部,遅延C信号部を切替てセレクタ11に供
給するセレクタ14とを備える。
【0005】次に、図5を参照して、従来の画像処理装
置の動作について説明すると、まず、入力端子TSを経
由してMUSE信号がフレーム間内挿部1と動画処理部
5と動き検出部9およびコントロールデータ検出部10
の各々に供給される。フレーム間内挿部1のセレクタ1
1は、走査線1,125本分の1フレーム期間前の信号
すなわち前フレーム信号と現信号とを32MHzクロッ
クの1サンプル毎に切替えることによりフレーム間内挿
を行ない静止画信号SIを生成する。内挿信号としては
Y信号用のフレームメモリ12とC信号用のフレームメ
モリ13の各々で遅延したY,C前フレーム信号を使用
する。ここで、フレーム間内挿とは文献1の第17頁に
記載されているように、連続する2つのフレームのサン
プル点を用いて画像再生を行なう処理である。
【0006】フレーム間内挿を模式図で示す図6(A)
を参照すると、それぞれ黒丸,白丸で示す前フレーム1
01,現フレーム102の各々のサンプルSP,SNを
相互補間してフレーム間内挿後の画面すなわち静止画1
03を形成することにより表示画面中の文字「あ」を鮮
明にすることができる。このフレーム間内挿処理は、本
来静止している映像(静止画)にのみ適用されるが、文
献1の第113〜123頁に記載される動きベクトル補
正を用いて前フレームのサンプルをずらすことにより画
面の一定速度の一定動き(パン・チルト)に対しても適
用できる。
【0007】動き補正時のフレーム間内挿の様子を模式
図で示す図6(B)を参照すると、前フレーム画面10
1から現フレーム画面102までカメラが矢印PAで示
すように左上方にパンニングした時の様子を示してい
る。前フレームの破線枠で示した部分が現フレームの画
像と等しいので、フレーム間内挿時には前フレーム画面
101の黒丸サンプルSPをカメラのパンニング方向P
Aと同一の矢印SAで示す移動方向の移動量をかけて現
フレーム画面102の白丸サンプルSNと相互補間して
静止画103を形成することで図6(A)と同様な文字
「あ」を再生する。
【0008】この動き補正処理の例である、特開昭59
−221090号公報(文献2)記載のMUSEデコー
ダの動き補正処理は、エンコーダ側で検出した動き情報
(以下動きベクトル信号)に相隣る2つのフレーム間に
おけるサンプル位置の所定相互関係に対応するサンプル
位置移動情報を付加して生成した位置情報に基づき、遅
延・補間対象サンプル値の補間位置を補正する。
【0009】文献1の第120頁の記載およびこれより
引用した表1,表2を参照すると、動きベクトル信号は
水平補正量+7〜−8サンプル対応の4ビット、垂直補
正量+3〜−4ライン(960サンプル/1ライン)対
応の3ビットの各範囲の補正量情報を含んで送出されて
いる。
【0010】
【表1】
【0011】
【表2】
【0012】次に、コントロールデータ検出部10はM
USE信号Sの供給に応答して動き補正処理に用いる動
きベクトル信号Vを検出してフレームメモリ12に供給
する。ここで、文献1の第121頁記載のように、色差
信号(以下C信号)には動き補正を実施しない。したが
って、輝度信号(以下Y信号)に対してはY信号用フレ
ームメモリ12で動き補正処理を伴った可変遅延(11
20ライン+956サンプル〜1128ライン+7サン
プル)を行ない、C信号に対してはC信号用フレームメ
モリ13で1フレーム期間の固定遅延(1125ライ
ン)を行なって、Y/C切替用セレクタ14でY信号と
C信号を切替えて出力する。
【0013】動き補正処理クロック32MHz/サンプ
ルで表したMUSE信号の960サンプル分の1ライン
期間におけるY信号部とC信号部の配列を説明すると、
同期信号の直後に188サンプルのC信号が配列されそ
の後に748サンプルのY信号が続く。なお、実際に送
られてくるMUSE信号は16MHzサンプルである。
【0014】次に、垂直方向に+2ラインの動き補正処
理がなされた場合のタイムチャートを示す図7を参照す
ると、Y信号部には1127ライン分、C信号部には1
125ライン分のそれぞれの遅延がかかることにより補
正前の信号列Aの同1ライン内のC,Y各信号部が、補
正後の信号列Bでは2ライン分異なるライン内にそれぞ
れ配列されるように分離される。例えば信号列Aの同1
ラインのC10,Y10は、信号列BではC10のライン内に
8 がY10のライン内にC12がそれぞれ配列される。
【0015】一方、連続する4フィールド期間内で変化
する画像に対してはフレーム間やフィールド間の補間処
理をした場合に画像に多重ボケが生じるため、上述の静
止画処理ができない。このため、動画処理部5において
一つのフィールド内でデータを補間するフィールド内内
挿処理を行ない信号DMを生成する。ここでもC信号部
についてはC動画信号用の伸長処理部6で4倍の時間伸
長処理を行ない、信号CDMを生成する。以上により動
画のデコード処理を可能とする。
【0016】デコード後の静止画および動画対応のY信
号DS,DMおよびC信号CDS,CDMの各々はY信
号部,C信号部それぞれのミキサ7,8で混合され、そ
れぞれY信号YO,C信号COとして出力端子TY,T
Cより出力される。この場合の混合比は動き検出部9が
供給するY信号,C信号それぞれの動き検出信号MY,
MCにより決定される。動き検出部9は2フレーム間と
1フレーム間との差分信号より画像信号の位置変化を検
出し、感度を調節した上でこれら動き検出信号MY,M
Cを出力する。動き補正処理を行った場合には、補正後
の信号に対して位置変化を検出しているため静止画信号
として検出される。
【0017】特開平5−207425号公報記載の半導
体メモリを用いる従来の第2の画像処理装置は、上記半
導体メモリが1ライン分の画像データを複数のメモリセ
ルブロックに分割して格納するFIFO型半導体メモリ
であり、上記メモリセルブロックの1行分のデータをそ
れぞれ格納する第1,第2のシフトレジスタと、これら
第1,第2のシフトレジタの出力データを切替て出力す
る出力マルチプレクサとを備え、上記メモリセルブロッ
クのアドレスをコントロールすることで一つのメモリで
C信号部,Y信号部の各々対応の遅延信号を得る方法を
用いる。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の第1の
画像処理装置は、動き補正処理を行う場合のフレーム間
内挿処理において、所要遅延時間が異なるY,C各信号
部に対応して別々の容量を有する2種類のメモリを用い
ているため、回路規模が増大するという欠点があった。
【0019】また、従来の第2の画像処理装置は、メモ
リそのものの構成が複雑となるとともに、汎用性に欠け
るという欠点があった。
【0020】本発明の目的は、動き補正処理を行う場合
のフレーム間内挿処理用のメモリの構成を簡略化した画
像処理装置を提供することにある。
【0021】
【課題を解決するための手段】本発明の画像処理装置
は、動き補正ベクトル信号の供給に応答して第1の画像
信号を1フレーム期間前の前記第1の画像信号を用いて
フレーム間内挿を行い第2の画像信号を生成するフレー
ム間内挿処理手段と、前記第2の画像信号に含まれる色
差信号成分を所定の時間伸長する伸長処理を行い伸長色
差信号を生成する第1の色差伸長手段と、前記伸長色差
信号のフイールド間内挿処理を行いフイールド間内挿画
像信号を生成するフイールド間内挿処理手段と、前記第
1の画像信号の動画処理を行い動画信号を生成する動画
処理手段と、前記動画信号に含まれる色差信号成分の前
記伸長処理を行い伸長色差動画信号を生成する第2の色
差伸長手段と、前記第1の画像信号の動き検出を行い輝
度信号成分および前記色差信号成分の各々に対応する輝
度動き検出信号および色差動き検出信号の各々を生成す
る動き検出手段と、前記第1の画像信号の動きから前記
動き補正ベクトル信号を生成する動き補正ベクトル生成
手段と、前記色差動き検出信号の供給に応答して混合比
が制御され前記色差伸長信号と前記伸長色差動画信号と
の混合処理を行い出力色差信号を生成するミキサとを備
え、4フィールドの周期で一巡するサブナイキストサン
プリングによって帯域圧縮され前記輝度信号成分と前記
色差信号成分とを含む第1の画像信号を元の広帯域な第
3の画像信号に復調して再生する画像処理装置におい
て、前記動き補正ベクトルの供給に応答して全部の画像
信号を動画とみなして前記伸長色差動画信号のみを前記
出力色差信号として生成するよう前記ミキサを制御する
全動画制御信号を前記色差動き検出信号から生成するミ
キサ制御手段を備え、前記フレーム間内挿処理手段が、
前記動き補正ベクトル信号の供給に応答して前記第1の
画像信号の前記輝度信号成分および色差信号成分の各々
を1フレーム分の遅延時間に前記フレーム間内挿処理対
応の所定の可変遅延時間を加算した同一遅延時間遅延さ
せるよう制御するフレームメモリを備えて構成されてい
る。
【0022】
【実施例】次に、本発明の第1の実施例を図5と共通の
構成要素には共通の参照文字/数字を付して同様にブロ
ックで示す図1を参照すると、この図に示す本実施例の
画像処理装置は、従来と共通のフイールド間内挿部2,
4と、C伸長部3,6と、動画処理部5と、ミキサ7,
8と、動き検出部9と、コントロールデータ検出部10
とに加えて、フレーム間内挿部1の代りにYおよびC各
信号部共通のフレームメモリ12Aとセレクタ11だけ
をを備えるフレーム間内挿部1Aと、動きベクトル信号
Vの供給に応答して動き検出信号MCを強制的に全部の
データが動画である全動画信号MCVを出力するミキサ
制御部21とを備える。
【0023】次に、図1を参照して本実施例の動作につ
いて説明すると、従来と同様に、入力端子TSに供給さ
れたMUSE信号をセレクタ11がフレーム間内挿して
静止画信号SIを生成する。このフレーム間内挿処理の
従来との相違点は、1フレーム期間の遅延信号を得る際
にY信号部の動き補正処理にもとづく画像信号の移動
(遅延)をC信号部に対しても行なうことである。した
がって、フレームメモリ12Aによる遅延時間はY,C
両信号部に対し同一となるので、従来のフレーム間内挿
部1のY/C切替用セレクタ14は不要となる。
【0024】本実施例の従来と同様に垂直方向に+2ラ
インの動き補正処理がなされた場合のタイムチャートを
示す図2を併せて参照すると、この実施例では、Y,C
両信号部共に1127ライン分の遅延がかかることによ
り補正前の信号列Aの同1ライン内のC,Y各信号部
は、補正後の信号列Bにおいても同一ライン内にそれぞ
れ配列される。例えば信号列Aの同1ラインのC10,Y
10は、信号列Bでも同一ライン内にそれぞれ配列され
る。
【0025】フレーム間内挿後のMUSE信号すなわち
静止画信号SIは、フィールド間内挿部2およびC伸長
部3に供給される。静止画信号SI中のY信号部に対し
ては、従来と同様に、フィールド間内挿部2がフィール
ド間内挿処理して信号DSを生成し、この信号DSに対
しミキサ7は動画データDMとの混合を行ないY信号Y
Oを生成して出力端子TYから出力する。一方、C信号
部に対しても、従来と同様にこのC信号部をC伸長処理
部3で4倍に時間伸長し、フイールド間内挿部4でフイ
ールド間内挿処理を行って静止画C信号部CDSを生成
する。ミキサ8はこの信号CDSとC動画信号CDMと
を混合してC信号COを生成し、端子TCから出力す
る。ここで、このC信号部に対する動き補正処理の非実
行というルールを侵害しているためにフレーム間内挿部
1Aから出力される静止画信号SIのC信号部は従来の
フレーム間内挿部1からの静止画信号SIのC信号部と
は異っている。このため、従来と同様に、ミキサ8が動
き検出信号MCに基ずいてのみ上記混合処理を行うと、
動き検出部9で静止画と判断された部分については二線
ぼけを生じる可能性がある。これは前フレームと現フレ
ームのサンプルがずれて相互補間されたために画像が二
重になってしまうためで、視覚的に非常に目立つ画像の
乱れになってしまう。
【0026】本実施例では、コントロールデータ検出部
10が’0’以外の値の動きベクトル信号Vを検出した
場合に、ミキサ制御部21はこの動きベクトル信号Vの
供給に応答して入力したC動き検出信号MCを全動画信
号MCVに変換しミキサ8に供給する。ミキサ8は全動
画信号MCVの供給に応答して静止画信号CDSが混合
されないように制御され、動画信号CDMのみC信号C
Oとして出力する。この場合には、出力C信号COは動
画信号CDMのみになるので静止画に比べて解像度が若
干低下するが、二線ぼけのような顕著な画像の乱れの発
生は完全に抑圧できる。
【0027】次に、本発明の第2の実施例を図1と共通
の構成要素には共通の参照文字/数字を付して同様にブ
ロックで示す図3を参照すると、この図に示す本実施例
の画像処理装置の上述の第1の実施例との相違点は、フ
レーム間内挿部1Aの代りに垂直動きベクトル信号VV
で制御されるフレームメモリ12Bと水平動きベクトル
信号VHで制御されY信号部の水平動き補正を行う水平
動き補正部15とC信号部の時間調整を行う時間調整部
16とY/C切替用のセレクタ14とを含むフレーム間
内挿部1Bと、コントロールデータ検出部10の代りに
垂直動きベクトル信号VVと水平動きベクトル信号VH
とを分離して生成するコントロールデータ検出部10A
と、ミキサ制御部21の代りに’0’以外の値の垂直動
きベクトル信号VVの供給に応答して入力した信号MC
を全動画信号MCVに変換するミキサ制御部21Aを備
えることである。
【0028】水平動き補正部15の構成をブロックで示
す図4を参照すると、この水平動き補正部15は直列接
続されたD型フリップフロップF1〜F15と水平動き
ベクトルの値に応答して入力および各段の出力を切替て
出力するセレクタS1とを備える。
【0029】図3および図4を参照して本実施例の動作
を説明すると、本実施例の第1の実施例との相違点は、
フレーム間内挿部1Bにおける動き補正処理である。上
述の従来の技術で説明したように、動き補正処理の対象
としては水平垂直両方向のベクトル成分があり、第1の
実施例ではC信号部に対する信号の移動(遅延)を水平
垂直両方向のベクトル成分に対して行なっていたが、本
実施例では水平方向成分に対しては行なわない。すなわ
ち、フレームメモリ4Bは垂直動きベクトル信号VVの
制御によりY,C両信号ともに垂直方向の動き補正処理
にもとづく信号遅延を行ない、水平方向に対しては水平
動きベクトル信号VHの制御に応答してフレームメモリ
4Bの出力信号のY信号部についてのみ水平動き補正部
15で行なう。C信号部に対しては時間調整部16が水
平方向の時間調整をした後に、Y/C切替用セレクタ1
4がY信号部と混合してフレーム間内挿用の信号として
セレクタ11に供給する。
【0030】なお、第1の実施例は垂直方向の動き補正
での例を説明しているので、そのタイムチャートを示す
図2はそのまま本実施例の動作タイムチャートとして参
照できる。
【0031】一方、第1の実施例で全動画信号MCVに
基ずいていた処理は本実施例では垂直方向動きベクトル
信号VVが検出された場合にのみ行なえば良いことにな
る。したがって、コントロールデータ検出部10が、’
0’以外の値の垂直動きベクトル信号VVが検出された
場合に、ミキサ制御部21AがC動き検出信号MCを全
動画信号MCVに変換してミキサ8に供給し、このミキ
サ8は信号MCVの供給に応答してで静止画信号CDS
の成分が混合されないように制御する。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像処理
装置は、動き補正ベクトルの供給に応答して全動画制御
信号を色差動き検出信号から生成するミキサ制御手段を
備え、フレーム間内挿処理手段が、上記動き補正ベクト
ル信号の供給に応答して輝度信号成分および色差信号成
分の各々を1フレーム分の遅延時間にフレーム間内挿処
理対応の所定の可変遅延時間を加算した同一遅延時間遅
延させるよう制御するフレームメモリを備えているの
で、フレーム間内挿のための1フレーム期間前の画像信
号を得る際に、輝度信号とともに色差信号も動き補正処
理を行い遅延時間を輝度,色差両信号で等しくし、上記
動き補正ベクトルの検出により色差信号に対しては全動
画として処理して、色差信号部に行なった動き補正処理
による画像の乱れを除去するので、フレーム間内挿部で
のメモリの構成を簡略化することができるため、回路規
模やコストを削減できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像処理装置の第1の実施例を示すブ
ロック図である。
【図2】本実施例の画像処理装置における動作の一例を
示すタイムチャートである。
【図3】本発明の画像処理装置の第1の実施例を示すブ
ロック図である。
【図4】本実施例の水平動き補正部の構成を示すブロッ
ク図である。
【図5】従来の画像処理装置の一例を示すブロック図で
ある。
【図6】静止画像および動き補正時のフレーム間内挿処
理の概念を説明する概念図である。
【図7】従来の画像処理装置における動作の一例を示す
タイムチャートである。
【符号の説明】
1,1A,1B フレーム間内挿部 2,4 フイールド間内挿部 3,6 C伸長部 5 動画処理部 7,8 ミキサ 9 動き検出部 10,10A コントロールデータ検出部 11,14,S1 セレクタ 12,13,12A,12B フレームメモリ 15 水平動き補正部 16 時間調整部 21,21A ミキサ制御部 F1〜F15 フリップフロップ

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 動き補正ベクトル信号の供給に応答して
    第1の画像信号を1フレーム期間前の前記第1の画像信
    号を用いてフレーム間内挿を行い第2の画像信号を生成
    するフレーム間内挿処理手段と、前記第2の画像信号に
    含まれる色差信号成分を所定の時間伸長する伸長処理を
    行い伸長色差信号を生成する第1の色差伸長手段と、前
    記伸長色差信号のフイールド間内挿処理を行いフイール
    ド間内挿画像信号を生成するフイールド間内挿処理手段
    と、前記第1の画像信号の動画処理を行い動画信号を生
    成する動画処理手段と、前記動画信号に含まれる色差信
    号成分の前記伸長処理を行い伸長色差動画信号を生成す
    る第2の色差伸長手段と、前記第1の画像信号の動き検
    出を行い輝度信号成分および前記色差信号成分の各々に
    対応する輝度動き検出信号および色差動き検出信号の各
    々を生成する動き検出手段と、前記第1の画像信号の動
    きから前記動き補正ベクトル信号を生成する動き補正ベ
    クトル生成手段と、前記色差動き検出信号の供給に応答
    して混合比が制御され前記色差伸長信号と前記伸長色差
    動画信号との混合処理を行い出力色差信号を生成するミ
    キサとを備え、4フィールドの周期で一巡するサブナイ
    キストサンプリングによって帯域圧縮され前記輝度信号
    成分と前記色差信号成分とを含む第1の画像信号を元の
    広帯域な第3の画像信号に復調して再生する画像処理装
    置において、 前記動き補正ベクトルの供給に応答して全部の画像信号
    を動画とみなして前記伸長色差動画信号のみを前記出力
    色差信号として生成するよう前記ミキサを制御する全動
    画制御信号を前記色差動き検出信号から生成するミキサ
    制御手段を備え、 前記フレーム間内挿処理手段が、前記動き補正ベクトル
    信号の供給に応答して前記第1の画像信号の前記輝度信
    号成分および色差信号成分の各々を1フレーム分の遅延
    時間に前記フレーム間内挿処理対応の所定の可変遅延時
    間を加算した同一遅延時間遅延させるよう制御するフレ
    ームメモリを備えることを特徴とする画像処理装置。
  2. 【請求項2】 前記動き補正ベクトル生成手段が垂直方
    向および水平方向の各々の動き補正ベクトルを生成する
    垂直および水平動き補正ベクトル発生手段を備え、 前記ミキサ制御手段が前記垂直動き補正ベクトルの供給
    に応答して前記全動画制御信号を生成する動画信号生成
    手段を備え、 前記フレーム間内挿処理手段が、前記垂直動き補正ベク
    トルの供給に応答して前記第1の画像信号の前記輝度信
    号成分および色差信号成分の各々を1フレーム分の遅延
    時間に前記フレーム間内挿処理対応の所定の可変遅延時
    間を加算して遅延させるよう制御するフレームメモリ
    と、 前記水平動き補正ベクトル信号の供給に応答して前記フ
    レームメモリの出力に含まれる前記輝度信号成分の水平
    方向の動き補正を行なう水平動き補正手段と、 前記前記フレームメモリの出力に含まれる前記色差信号
    成分の所定の時間調整を行う時間調整手段とを備えるこ
    とを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
  3. 【請求項3】 前記水平動き補正手段が直列接続された
    予め定めた数のフリップフロップと、 前記水平動き補正ベクトル信号の供給に応答して入力お
    よび各々の前記フリップフロップの出力とのいずれか1
    つを選択するセレクタとを備えることを特徴とする請求
    項2記載の画像処理装置。
JP7511595A 1995-03-31 1995-03-31 画像処理装置 Expired - Lifetime JP2783188B2 (ja)

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